Мутації. Види мутації.

У біології, мута́ції — зміни генетичного матеріалу (звичайно ДНК або РНК). Мутації можуть бути викликані помилками копіювання генетичного матеріалу протягом поділу клітини, опроміненням жорсткою радіацією, хімічними речовинами (мутагенами), вірусами або можуть відбуватися свідомо під клітинним контролем протягом таких процесів як, наприклад, мейоз або гіпермутація.

Мутації були відкриті де Фрізом в 1900 р.
За впливом на організм можна виділити:
1) летальні мутації - це мутації, які призводять до внутрішньоутробної загибелі або до смерті в дитячому віці. Наприклад, така геномна мутація, як моносомия по аутосомам, у людини несумісна з нормальним розвитком ембріона;
2) напівлетальні мутації - мутації, значно знижують життєздатність організму, приводячи до ранньої смерті. Тривалість життя носіїв напівлетальних мутацій може значно варіювати, однак у кожному разі вони гинуть до досягнення статевої зрілості (наприклад, при пігментного ксеродерма);
3) нейтральні мутації - мутації, які не впливають істотним чином на процеси життєдіяльності ;
4) сприятливі мутації - мутації, що забезпечують організму нові корисні властивості.
У відповідності з рівнем організації спадкових структур розрізняють генні, хромосомні і геномні мутації:

Хромосомні мутаціїї людини

Трисомія-21 - синдром Дауна - найбільш розповсюджена хромосомна хвороба і зустрічається в середньому з частотою 1/500-700 новонароджених. Співвідношення статей серед хворих 1 : 1. Хворі мають характерний фенотип: монголоїдний розріз очей, наявність епіканта, плоске широке перенісся, низький зріст, маленький череп зі згладженою потилицею. У багатьох хворих спостерігаються аномалії серцево-судинної системи та імунодефіцити, які є основними причинами їхньої загибелі. Чоловіки стерильні, однак жінки іноді можуть мати дітей. Одним із головних симптомів синдрому Дауна є розумова відсталість (дебілізм різного ступеня, максимальний IQ = 75). Мозаїчні форми синдрому Дауна (близько 3 % від загальної кількості випадків) характеризуються значно м'якішою симптоматикою. У деяких випадках один із батьків хворого на синдром Дауна (частіше мати) є носієм  хромосоми 21 із хромосомами 13-15, рідше з хромосомою 22. У такій родині можуть народжуватися хворі діти із синдромом Дауна, нормальні, а також здорові діти -носії.

Трисомія-18 - синдром Едвардса - зустрічається з частотою 1/4,5-7 тис. новонароджених. Діти при народженні мають маленьку вагу, слабкі, повільно розвиваються фізично та психічно. Найчастіше спостерігаються аномалії черепа (скошене підборіддя, маленький рот, слабко розвинуті щелепи, випнута потилиця), деформовані низько розташовані вуха, деформації рук і стоп, коротка грудина, дефекти розвитку м'язів. Хворі мають значні пороки розвитку серця та нирок. Тільки 1-2 % дітей доживає до 1 року. Особливістю синдрому Едвардса є вища народжуваність дівчат із патологією, ніж хлопчиків (3 : 1), що відображає вищу внутрішньоутробну смертність чоловічих плодів.

Трисомія-13 - синдром Патау. Для клінічної картини захворювання характерними є множинні вроджені вади розвитку: розщеплення м'якого і твердого піднебіння, "заяча" губа, мікрофтальмія (недорозвинені маленькі очі), інколи відсутність очей, вуха, мікроцефалія, затримка росту та розумового розвитку, порушення серця, нирок та травної системи. Синдром зустрічається з частотою 1/14,5 тис., більшість плодів гине протягом внутрішньоутробного розвитку. Діти часто народжуються передчасно й мають маленьку масу, рідко доживають до 1 року, ті, що вижили, страждають глибокою формою ідіотії. Описано випадки, коли причиною синдрому Патау були робертсонівські транслокації за участю хромосоми 13. При мозаїцизмі за додатковою хромосомою 13 часто спостерігають розумову відсталість без зовнішніх аномалій.

Синдроми, причиною яких є зміна нормального числа статевих хромосом, наведено в табл.

Основні синдроми, пов'язані зі зміною кількості статевих хромосом

Синдром Каріотип1 Частота Симптоматика Шерешевського -Тернера (моносомія X) 45, X0 1/З000 -1/5000 Фенотип жіночий. Недорозвинені яєчники й зовнішні статеві органи, відсутні вторинні статеві ознаки, безпліддя, низький зріст, "чоловічий" тип будови тіла. Часто вади серцево-судинної системи. Інтелект у нормі, відмічається психічний інфантилізм. Трисомія X 47, XXX 1/1000 Фенотип жіночий. Невиразні фізичні відхилення різноманітного характеру. Фертильність. У 75 % спостерігається розумова відсталість невеликого ступеню. Підвищений ризик розвитку психозів. Синдром Кляйнфельтера 47, XXY 1/1000 Фенотип чоловічий. Недорозвинуті сім'яники, відсутність сперматогенезу, безпліддя. "Євнухоїдний" тип будови тіла: вузькі плечі, широкий таз, відкладення жиру й оволосіння за жіночим типом. Розумова відсталість різного ступеня. Полісомія Y 47, XYY 1/250 -1/1000 Фенотип чоловічий. Фізичний, розумовий і статевий розвиток нормальний. Підвищений рівень андрогенів, у деяких чоловіків спостерігаються психопатичні риси характеру, агресивність, асоціальна поведінка.

Мутації домашньої миші

 Мутації забарвлення хутра у домашньої миші: 1 — дикий тип — сірий окрас; мутантні формы: 2 —біла, 3 — жовта, 4 — чорна, 5 — коричнева, 6 — дрібнокраплинна.

Мутації плодової мушки - дрозофіли

Мутації забарвлення та форми очей у плодової мушки — дрозофіли: 1 — дикий тип — тускло-червоноокі; мутантні форми: 2 — рожеві очі, 3 — білі очі, 4 — зменшені, «плоскі».